JP2009068717A - 電気融着用コントローラ及びその通電制御方法 - Google Patents

電気融着用コントローラ及びその通電制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 バーコード制御方式の電気融着用コントローラおよびその通電制御方法であって、バーコード情報を利用して容易に短絡異常を検知できるようにする。
【解決手段】 通電制御情報の中に電気融着継手に見合った所定の電流上昇許容量を記録したバーコードを付した当該電気融着継手を通電接続するための電気融着用コントローラおよびその通電制御方法である。この電流上昇許容量は、継手の種類や呼び径によって、例えば、１＝４％、２＝６％、３＝８％、４＝１０％、５＝１２％、６＝１４％のように６つの区分にコード化してメーカ別情報の１つとしてデジットの１つに記録している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バーコードを付した電気融着用コントローラ及びその通電制御方法に関するものである。
従来、ポリエチレンやポリブテン等の熱可塑性樹脂材料からなるパイプと電気融着継手を電気融着で接続することは良く知られている。
これらの通電制御方法としては種々のものが提案されているが、最近では電気融着継手に供給すべき電圧、電流、通電時間等の通電制御情報が記録されたバーコードを継手本体に貼り付け、コントローラとケーブルで結ばれたバーコードリーダによって、このバーコードの情報を読み取り、読み取った情報に基づいて所定の通電制御を行う、いわゆるバーコード制御方式も行われている。このとき、バーコードに記録されている情報としては、メーカ名、継手種類、呼び径、メーカ別情報、材質、電流、電圧、電熱線の抵抗値、通電時間等の情報であった。
ところで、電気融着継手は、電熱線をらせん状に埋設したものであったから、たとえばパイプの差し込み不足やパイプの扁平により、融着中に電熱線が移動して隣の電熱線と接触し短絡を起こすことがある。電熱線が短絡すると抵抗値が下がり、電流値が上昇するから、結果として短絡部分での加熱不足とそれ以外の部分での過融着を来たし融着不良の原因となる。そこで、特公平６−５５４４１号公報等によれば、電流値の上昇を常に監視して融着電流に対し所定の許容量（％）の電流上昇を検出したときに融着異常とみなし、短絡異常を検知する方法が提案されている。
この方法は短絡異常を検出する手段として有効なものであるが、従来の電流上昇の許容量は、継手の種類や呼び径に関係なく一律に設定されていた。ところが、電気融着継手にはソケット、エルボ、チーズ、キャップ、サドル等がそれぞれ２０Ａ〜２００Ａ以上のサイズまであり、継手の種類と呼び径を掛け合わせれば数十アイテムにも及ぶ。よって、電熱線の巻数（長さ）にしても数十回巻いた継手もあれば、数巻きしかない継手もある。数巻きしかない継手では一箇所でも短絡すれば致命的な融着不良を招く恐れがある。一方、数十回巻いた継手の場合では、一度に二、三箇所が短絡したとしても結果的に致命的な融着不良までには至らない。従って、電流上昇の許容量を一律に設定したのでは、短絡異常を正確に検知できないという問題がある。
従来のバーコード制御方式では、バーコード情報の中にある電流値と実際の電流値の上昇を関連させて監視することは行われていないから、上記した短絡異常を容易に検知することは出来なかった。
そこで、本発明ではバーコード制御方式の電気融着用コントローラであって、バーコード内にある通電制御情報を利用して容易に短絡異常を検知できるようにした電気融着用コントローラを提供することを目的とする。
本発明は、バーコードを付した電気融着継手のバーコードから当該電気融着継手に関する通電制御情報等を読み取るバーコードリーダを備え、前記通電制御情報に基づき当該電気融着継手の内部に埋設された電熱線に通電する電気融着用コントローラであって、前記バーコードには、前記電気融着継手が融着中に発生する短絡や過融着に対する許容量を考慮して複数の電流上昇許容量を予め設定してコード化し、前記コード化した複数の電気上昇許容量の中から一つを選択して記録し、前記電気融着用コントローラは、前記通電制御情報等が記録されたバーコードから各種通電制御情報と共に電流上昇許容量を読み取って記憶する記憶手段と、通電開始後、所定の時間毎に電流を監視して実際の電流上昇量を演算し、所定時間毎に前記実際の電流上昇量と前記電流上昇許容量を比較する演算制御手段と、比較した結果、実際の電流上昇量が前記電流上昇許容量から外れる場合は警報を表示する表示手段、又は通電を停止する手段とを有する電気融着用コントローラである。
また、本発明は、バーコードを付した電気融着継手のバーコードから当該電気融着継手に関する通電制御情報等を読み取るバーコードリーダを備え、前記通電制御情報に基づき当該電気融着継手の内部に埋設された電熱線に通電する請求項１に記載の電気融着用コントローラを用いた電気融着継手の通電制御方法であって、前記通電制御情報等が入力されたバーコードから各種通電制御情報と共に電流上昇許容量を読み取って前記電気融着用コントローラに記憶させる過程と、通電開始後、所定の時間毎に電流を監視し、実際の電流上昇量を演算する過程と、所定時間毎に前記実際の電流上昇量と前記電流上昇許容量を比較する過程と、比較した結果、実際の電流上昇量が前記電流上昇許容量から外れる場合は、警報を表示するか又は通電を停止する過程と、を有する電気融着継手の通電制御方法である。
電流上昇許容量は電熱線が短絡したと判定するための基準値となる。この基準となる所定の割合は、継手に埋設する電熱線の巻き数や長さ、即ち、継手の種類や呼び径によって異なるので当該電気融着継手毎に適切値を設定し、これをコード化してバーコード内に記録したものである。よって、融着中は実際の電流を監視し、実際の電流上昇量が前記許容量を外れたとき通電短絡異常とみなし、警報または通電を停止する。以上によって、当該継手毎に正常な融着状態を得ることが出来る。
本発明によれば、当該電気融着継手毎に適切な電流上昇許容量がバーコード内の情報の一つとして予め記録されている。これをコントローラで読み取り記憶すれば、当該継手に見合った許容量を基準として電流上昇を監視して短絡異常を検知することが出来る。よって、継手の改良によって前記電流上昇の許容量が変更されたり、新形状の継手に新たに許容量を加える場合でも、コントローラのプログラムを変更することなく継手の短絡異常を確実且つ容易に回避することが出来るようになる。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。図１は、電気融着継手とコントローラを含むシステムの概略図である。図２は、バーコード情報の区分を示す例である。
通常の電気融着継手２（図はソケットを示す。）は、継手本体の内周部に電熱線３をらせん状に埋設し、電熱線の両端にはコネクターピン４を接続して通電ができるようになっている。本発明の電気融着継手には、予め通電制御情報等を記録したバーコード１が継手本体に付されている。バーコード１は、継手本体の外表面あるいは台座上に直接貼付けたり、カード化したものを継手に取り付けたり、またあるいは継手本体に直接印刷するなどして付されている。電気融着継手の種類としては、ソケット、エルボ、チーズ、キャップ、サービスチー、バイパスサドル、クロスあるいはバルブ付き継手等があり、呼び径としては、２０Ａ〜３００Ａ程度までの数十アイテムがある。また、材質はポリエチレン（中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン）、架橋ポリエチレン、ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂が多く、用途としてはガス用、配水用、給水給湯用、排水用、防火スプリンクラー用等がある。
本例で用いたバーコードは、３２デジットのバーコードであり、内部に記録する情報としては、例えば、図２に模式的に示すように全部で３２デジットのデータを１３の領域に区分し、それぞれに例えば以下のような情報を記録させる。
Ａ（デジット１〜４）：メーカ名と接続・制御方式のコード。接続方式には電気融着、熱融着あるいはメカニカル接合がある。また制御方式としては定電圧又は定電流、エネルギー制御及び電力制御の区分がある。
Ｂ（デジット５、６）：継手の種類。ソケット、エルボ、キャップ、サドル、バルブ等をコード化して記録する。
Ｃ（デジット７〜９）：継手の呼び径。ミリ読みとインチ読みを統一換算しコード化して記録する。
Ｄ（デジット１０〜１５）：任意設定データを記録する領域。本発明ではここの領域に電流上昇許容量を記録しておくことを特徴とするものである。例えば、許容量を１＝４％、２＝６％、３＝８％、４＝１０％、５＝１２％、６＝１４％のように百分率で６つに区分し、これをコード化してデジット１０に記録する。当該継手に対して付される許容量は、短絡によって発生する未融着部分の面積と、過融着によって発生する樹脂の特性劣化等に対する継手の許容量を考慮して設定される。一般的に、小口径の継手はコード１〜３、大口径の継手はコード４〜６となる。
さらに、領域Ｄのデジット１１〜１５には、例えば製造年月日を記録している。これらのデータは、後々融着不良が生じる恐れがある場合の判定データとして、あるいはトレサビリティ情報として活用することが出来るものであるが、例えば、融着を中断した場合に再融着を禁止するために「同日に同じ製造年月日の継手は融着しない」ということをコントローラに記憶し判定することで融着不良を未然に防ぐことが出来る。
Ｅ（デジット１６）：当該継手の設計肉厚比をコード化して記録する。
Ｆ（デジット１７〜１９）：当該継手の材質をコード化して記録する。
Ｇ（デジット２０、２１）：電流値（定電圧制御の場合）あるいは電圧値（定電流制御の場合）をコード化して記録する。
Ｈ（デジット２２〜２４）：電熱線の抵抗値をコード化して記録する。この抵抗値は投入エネルギーのバラツキを無くすためにも当該継手の実際の抵抗値であることが望ましく、製造後実際に電熱線回りの抵抗値を測定し、これをバーコードに記録するのが良い。
Ｉ（デジット２５）：電熱線抵抗値の許容量をコード化して記録する。
Ｊ（デジット２６）：電熱線の温度係数をコード化して記録する。
Ｋ（デジット２７〜２９）：通電時間をコード化して記録する。
Ｌ（デジット３０、３１）：温度補正値をコード化して記録する。予め設定された通電時間だけでは融着現場の状況によっては融着結果に悪影響を及ぼす。そこで、外気温を測定して補正を加えるか、または継手の実際温度を測定して補正することが望ましい。例えば、通電時間（ｔ）＝２０℃×[１＋０．００５（２０−継手温度）]と言うような補正式をコントローラ側で実行して温度補正を加える。
Ｍ（デジット３２）：チェック用のコードを記録する。
尚、上記した例は定電圧・定電流制御モードの場合を例にとっているが、他にはエネルギー制御モードや電力制御モードの場合がある。このときエネルギー制御の場合は、デジット２７〜２９の領域にエネルギー値をコード化して記録することになり、電力制御の場合は、デジット２２〜２４の領域に電力値をデジット２７〜２９の領域にエネルギー値をそれぞれコード化して記録することになる。
次に、本願発明の電気融着継手の通電制御方法の過程について説明する。
（１）コントローラ１０の電源部１１をＯＮにする。このとき同時に入力電圧、周波数、漏電等のチェックをする。
（２）上記したような通電制御情報が入力されたバーコード１からコントローラに付属したバーコードリーダ１７を用いて各種通電制御情報と共に電流上昇許容量を読み取り、これをコントローラ１０側の読取手段インターフェイス１４、演算制御部１２を介して記憶部１３に入力して記憶する。
（３）さらに、コントローラ１０に付属した温度センサを用いて継手表面の実際温度を測定し、これをコントローラ１０の演算制御部１２に送り通電時間の補正計算を行い記憶部１３に記憶する。
（４）継手本体のコネクターピン４にコントローラ側のコネクター端子１９を接続し、コントローラ１０の融着開始ボタンをＯＮにする。
（５）通電開始後、所定時間毎に電熱線を流れる実際の電流値を監視し、電流上昇値を演算する。
（６）前記実際の電流上昇量とバーコードから読み取り記憶した電流上昇許容量とを比較して、実際の電流上昇量が許容量から外れる場合は、短絡異常の表示を表示部１６に表示するか、またはブザー等の警報を鳴らす。また、同時に通電を停止するような処置をとる。
（７）実際の電流上昇量が許容量から外れない限りは通電を継続し、所定の通電時間あるいは所定の投入エネルギーに達したときに通電を停止する。
また、別途電熱線への通電の有無をコネクタ間のループ電流を常に監視することで行い、非通電状態が生じたときはカウントをする。ここで通電の有無とは、コントローラからの出力の有無ではなく、電熱線とコントローラとのコネクタ接続が閉回路を保って正常であるか、否かをみるものである。
そして、非通電状態が所定時間（１秒）以内に復帰するか、否かを監視して、所定時間たっても回復しないときは、断線異常のアラームを表示して停止する。他方、回復した場合は、中断していた時間を加算してトータルの通電時間を満了するようにする。ただし、カウント数が所定回数以上になったらコネクター異常のアラームを表示して停止する。このような通電制御を加えても良い。
本発明の一実施例を示す電気融着継手とコントローラ等のシステム概要図である。 実施例で用いたバーコードの模式図である。
符号の説明
１：バーコード
２：電機融着継手
３：電熱線
４：コネクターピン
５：接続パイプ
１０：コントローラ
１１：電源部
１２：演算制御部
１３：記憶部
１４：読み取り手段インターフェイス
１５：出力部
１６：表示部
１７：バーコードリーダ
１８：出力コード
１９：コネクター端子

Claims (2)

  1. バーコードを付した電気融着継手のバーコードから当該電気融着継手に関する通電制御情報等を読み取るバーコードリーダを備え、前記通電制御情報に基づき当該電気融着継手の内部に埋設された電熱線に通電する電気融着用コントローラであって、
    前記バーコードには、前記電気融着継手が融着中に発生する短絡や過融着に対する許容量を考慮して複数の電流上昇許容量を予め設定してコード化し、前記コード化した複数の電気上昇許容量の中から一つを選択して記録し、
    前記電気融着用コントローラは、前記通電制御情報等が記録されたバーコードから各種通電制御情報と共に電流上昇許容量を読み取って記憶する記憶手段と、通電開始後、所定の時間毎に電流を監視して実際の電流上昇量を演算し、所定時間毎に前記実際の電流上昇量と前記電流上昇許容量を比較する演算制御手段と、比較した結果、実際の電流上昇量が前記電流上昇許容量から外れる場合は警報を表示する表示手段、又は通電を停止する手段とを有することを特徴とする電気融着用コントローラ。
  2. バーコードを付した電気融着継手のバーコードから当該電気融着継手に関する通電制御情報等を読み取るバーコードリーダを備え、前記通電制御情報に基づき当該電気融着継手の内部に埋設された電熱線に通電する請求項１に記載の電気融着用コントローラを用いた電気融着継手の通電制御方法であって、前記通電制御情報等が入力されたバーコードから各種通電制御情報と共に電流上昇許容量を読み取って前記電気融着用コントローラに記憶させる過程と、通電開始後、所定の時間毎に電流を監視し、実際の電流上昇量を演算する過程と、所定時間毎に前記実際の電流上昇量と前記電流上昇許容量を比較する過程と、比較した結果、実際の電流上昇量が前記電流上昇許容量から外れる場合は、警報を表示するか又は通電を停止する過程と、を有することを特徴とする電気融着継手の通電制御方法。
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